复合材料体系抗高速弹体侵彻与贯穿的机理目前尚不十分清楚，上述试验分析仅仅描述了弹道冲击点附近前、后钢板，纤维增强复合材料宏观响应特征，破片的侵彻与贯穿过程及弹道行为是上述试验无法获得的。21世纪以来，计算机技术的进步使破译弹体侵彻与材料破坏过程的“黑匣子”成为可能，数值模拟的日益普及为弹体穿甲力学行为研究的实施产生了技术上的促进。参见4.6节，同样采用AutoDyn程序对（表6.7中）16种试验工况的破片侵彻过程进行数值模拟，获得夹层板对破片侵彻的影响规律。
6.3.2.1 模型及材料本构参数
选用“cm-μs-g-Mbar”单位制，采用1/2结构形式，破片与靶体破坏区域分别采用0.5 mm和1.0 mm的网格尺寸，通过TrueGrid建立数值模拟所需的几何模型并离散化后导入AutoDyn程序中，靶体的长×宽为120 mm×120 mm，结构各层厚度视具体工况确定，靶体四周施加固定约束，弹靶系统的典型数值模拟模型示于图6.16中。
图6.16 数值模拟模型
（a）几何模型；（b）离散化模型
Q235钢材料模型及参数设置与第2章的一致，纤维复合板材料模型及参数、35CrMnSi破片材料模型及参数设置如下：
（1）纤维复合板材料模型及参数
本书参考已有研究成果［252］，采用Puff状态模型和Von M ises强度模型进行数值模拟。根据图6.10中材料力学性能的实测值，在文献［252，285］的基础上获得Kevlar-129纤维材料和E-Glass纤维材料模型参数，列于表6.8中。
表6.8 数值模拟用纤维增强复合板材料模型及参数(www.xing528.com)
（2）破片材料模型及参数
对于35CrMnSiA材料，选用线性（Linear）模型描述材料的状态变化［210］，选用Von Mises模型描述材料的强度，选用塑性应变（Plastic Strain）描述材料的失效（Failure）与侵蚀（Erosion）。具体模型参数设置见表3.22和表3.24。
6.3.2.2 数值模拟结果
进行FSP破片对16种试验工况靶标的数值模拟，获得典型侵彻与贯穿过程，示于图6.17中。采用两射弹弹道极限法［1］，获得FSP破片贯穿不同夹层复合结构的弹道极限速度，列于表6.9中。表6.9中16种试验工况的数值模拟与试验结果误差均在10%之内，表明采用上述数值模拟方法及材料模型参数模拟获得的结果具有可靠性，为数值模拟方法的应用奠定了基础。
图6.17 FSP破片对钢/纤维/钢复合结构侵彻与贯穿模拟
表6.9 FSP破片对8种钢/纤维/钢复合结构的弹道极限速度（数值模拟）
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